Кузнецов Е.В. Следящие системы электрических регуляторов
Подождите немного. Документ загружается.
в режиме ШИМ в течение 60º и, тем самым, обеспечивается равномерная
нагрузка всех силовых ключей.
Рис. 4.7 Логическая схема управления инвертором БДПТ при наличии
реверса и пассивной асимметричной модуляции.
51
Рис. 4.8 Временная диаграмма работы трехфазного БДПТ при пассивной
асимметричной 120-ти градусной модуляции ключей
положительной полярности.
52
Рис. 4.9 Временная диаграмма работы трехфазного БДПТ при пассивной
симметричной 120-ти градусной модуляции.
Управление БДПТ с динамическим торможением в паузе может
производиться различными способами.
53
Наиболее простым является способ несимметричного динамического
торможения, при котором открываются ключи отрицательной полярности в
паузах в соответствии со следующими логическими выражениями:
Логическая схема данного варианта управления БДПТ представлена на
рис. 4.10, а временная диаграмма работы на рис. 4.11.
При управлении частотой вращения БДПТ двухполярными импульсами в
паузах между импульсами ШИМ к обмоткам статора подаются напряжения
противоположного знака. В этом случае при коэффициенте управления γ=0.5
ротор двигателя неподвижен, так как продолжительность его включения на
вращение в каждом направлении одинакова. Такой способ отличается низкими
энергетическими характеристиками при довольно высоком качестве
механических и регулировочных характеристик.
54
Рис. 4.10 Логическая схема управления инвертором БДПТ при наличии
реверса и переменной частоте вращения с динамическим
торможением.
55
Рис. 4.11 Временная диаграмма работы трехфазного БДПТ при 120-ти градусной
модуляции с динамическим торможением.
Элементы управления БДПТ объединены в контроллер, схема которого
приведена на рис. 4.12.
56
Рис. 4.12 Функциональная схема контроллера БДПТ.
Контроллер содержит рассмотренные ранее широтно-импульсный
модулятор ШИМ и реле реверса РР, выходные сигналы которых управляют
частотой вращения и направлением вращения ротора БДПТ.
Сигналы Pwm и R, а также сигналы датчиков положения ротора Sa, Sb и
Sc поступают на модуль управления ключами инвертора МУК.
МУК формирует сигналы управления в соответствии с логическими
выражениями и логическими схемами, примеры которых приведены выше.
57
5 ДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ
ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ МЕХАНИЗМОВ
Поскольку следящая система является системой регулирования положения
ИМ, то качество ее работы определяется динамическими свойствами ИМ.
В соответствии с приведенными выше функциональными схемами САР
электрический ИМ представляет последовательное соединение
электродвигателя и механической передачи.
Динамические свойства электрического ИМ отражаются его
структурной схемой, показанной на рис. 5.1.
Рис. 5.1 Структурная схема электрического ИМ.
По динамическим свойствам электродвигатель считается типовым
одноемкостным устойчивым звеном, а механическая передача –
интегрирующим звеном, так что их передаточные функции:
Коэффициенты передаточных функций:
K
эд
– коэффициент передачи электродвигателя,
Т
эд
– постоянная времени электродвигателя,
Т
им
– время исполнительного механизма.
58
Значение Т
эд
определяется суммарным моментом инерции ротора ЭД и
всех механически соединенных с ротором элементов механической передачи и
регулирующего органа.
Значение Т
им
определяется максимальной скоростью ИМ и величиной
полного хода ИМ.
Передаточная функция всего ИМ имеет вид:
ИМ с такой передаточной функцией по классификации объектов
регулирования является двухъемкостным нейтральным ОР [8], [15].
Значения коэффициентов передаточной функции ИМ могут содержаться в
документации на регулятор.
При отсутствии данных в документации коэффициенты можно определить
по экспериментальным разгонным характеристикам ИМ.
Методику получения разгонных характеристик ИМ и определения
значений коэффициентов его передаточной функции можно найти в [8].
Для получения разгонных характеристик необходимо скачком подать
номинальный (100-процентный) сигнал усилителя на ЭД.
Пример разгонных характеристик ИМ приведен на рис. 5.2.
Если на разгонных характеристиках ИМ имеет полное перемещение (от 0
до 100%), то коэффициенты Т
эд
и Т
им
определяются так, как это показано
построениями на рис. 5.2.
59
Рис. 5.2 Разгонные характеристики электрического исполнительного
механизма.
Поведение ИМ в следящей системе определяется значением отношения
Т
эд
/Т
им
.
Графики разгонных характеристик для различных Т
эд
/Т
им
приведены на
рис. 5.3.
60